WebSocket 协议是实现实时通信的关键技术。相比于传统的 HTTP 请求-响应模式，WebSocket 提供了双向、持久化的通信方式。Nginx 作为一个高性能的反向代理服务器，可以非常有效地处理 WebSocket 连接，但要正确处理 WebSocket 长连接和传输大数据，必须进行一些特定的配置。
1. WebSocket 连接的基本概念
WebSocket 协议是基于 HTTP 协议的，它在客户端和服务器之间建立了一条持久化的、全双工的通信通道。在 WebSocket 建立连接后，客户端和服务器可以随时向对方发送消息，而不需要像传统的 HTTP 请求那样重复建立连接。
Nginx 的作用通常是充当反向代理，它将 WebSocket 请求转发给后端应用服务器。因此，在配置 WebSocket 时，需要特别注意以下几点：
- WebSocket 的连接是持久化的，可能会存在较长的生命周期。
- WebSocket 数据传输速度可能较快，传输的数据包可能比较大。
- 默认的 Nginx 配置不一定适合 WebSocket 长连接，因此需要进行相应的优化。
2. Nginx 配置 WebSocket 代理
Nginx 本身并不直接支持 WebSocket 协议，但它可以通过 HTTP 代理将 WebSocket 请求转发到后端应用服务器。要使 Nginx 支持 WebSocket，关键是配置反向代理时保持 HTTP 协议升级（Upgrade）和连接（Connection）的头部。
以下是配置 Nginx 作为 WebSocket 代理的基本步骤。
2.1 配置 WebSocket 代理
在 Nginx 中，要支持 WebSocket，最重要的配置是正确设置 Upgrade和 Connection请求头，确保 WebSocket 协议的握手能够正常进行。你可以在 nginx.conf中的 location块中添加以下配置：
server {
????listen 80;
????server_name your-domain.com;
????location /ws/ {
????????proxy_pass http://your_backend_server; ?# 后端 WebSocket 服务地址
????????proxy_http_version 1.1; ?# 使用 HTTP/1.1 协议，WebSocket 需要支持 HTTP/1.1
????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; ?# WebSocket 升级头部
????????proxy_set_header Connection 'upgrade'; ?# 保持连接活跃
????????proxy_set_header Host $host; ?# 转发原始 Host 头
????????proxy_cache_bypass $http_upgrade; ?# 避免缓存 WebSocket 请求
????}
}
2.2 解释配置项
- proxy_http_version 1.1;：WebSocket 协议需要基于 HTTP/1.1，因此需要显式指定 HTTP 版本为 1.1。
- proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;：WebSocket 握手需要进行协议升级（Upgrade）。通过此配置将客户端请求中的 Upgrade头部转发给后端应用服务器。
- proxy_set_header Connection ‘upgrade’;：指定连接升级，确保 WebSocket 连接正常建立。
- proxy_set_header Host $host;：传递客户端的 Host 头，保持请求的原始主机头信息。
- proxy_cache_bypass $http_upgrade;：避免缓存 WebSocket 请求，因为 WebSocket 是一个持久连接，不能被缓存。
3. 配置 WebSocket 长连接
WebSocket 是一个长连接，这意味着客户端和服务器之间的连接会保持较长时间，甚至是一直持续下去。为了确保 WebSocket 长连接的稳定性和性能，Nginx 需要处理一些与连接生命周期相关的配置。
3.1 调整 proxy_read_timeout和** proxy_send_timeout**
由于 WebSocket 长连接会在较长时间内保持活跃，因此必须增加 proxy_read_timeout和 proxy_send_timeout的超时时间。否则，如果连接空闲时间较长，Nginx 会认为连接超时并关闭连接。
server {
????listen 80;
????server_name your-domain.com;
????location /ws/ {
????????proxy_pass http://your_backend_server;
????????proxy_http_version 1.1;
????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
????????proxy_set_header Host $host;
????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
????????# 调整超时时间
????????proxy_read_timeout 3600s; ?# 设置为 1 小时，确保长连接不被关闭
????????proxy_send_timeout 3600s; ?# 设置为 1 小时，允许数据发送较长时间
????}
}
- proxy_read_timeout：设置 Nginx 等待后端服务器响应的时间。在 WebSocket 中，连接可能处于空闲状态，因此需要一个较长的超时时间。
- proxy_send_timeout：设置 Nginx 向后端服务器发送数据的超时时间。如果你的应用有长时间的数据传输需求，调整此配置可以避免因超时而断开连接。
3.2 调整 keepalive_timeout
在 Nginx 中，keepalive_timeout配置指定了 Nginx 在与客户端建立连接后保持连接空闲的时间。WebSocket 长连接需要足够的 keepalive_timeout时间，以便与客户端保持持续的连接。
server {
????listen 80;
????server_name your-domain.com;
????keepalive_timeout 65s; ?# 设置为 65 秒，以确保 WebSocket 长连接稳定
}
通过调整 keepalive_timeout，你可以控制 Nginx 和客户端之间保持空闲连接的时间。为了避免 WebSocket 连接被意外关闭，可以适当增加该值。
4. 配置 WebSocket 数据大小限制
WebSocket 数据传输的大小可能会较大，特别是在视频流、文件传输等场景中。Nginx 默认对请求体大小有限制，如果 WebSocket 消息的大小超过默认值，可能会导致连接失败或消息丢失。因此，需要调整 Nginx 的数据传输大小限制。
4.1 调整 client_max_body_size
client_max_body_size配置控制客户端请求的最大允许大小。对于 WebSocket 长连接，特别是涉及大数据传输的应用，可能需要调整此限制。
server {
????listen 80;
????server_name your-domain.com;
????location /ws/ {
????????proxy_pass http://your_backend_server;
????????proxy_http_version 1.1;
????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
????????proxy_set_header Host $host;
????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
????????# 调整请求体大小限制
????????client_max_body_size 50M; ?# 设置最大请求体为 50MB
????}
}
- client_max_body_size：此设置指定 Nginx 接收客户端请求的最大体积。WebSocket 通常用来传输小型消息，但在某些应用场景下（如视频、文件传输），消息体积可能会较大。因此，适当增加该值，以便处理大数据传输。
4.2 调整 proxy_max_temp_file_size
Nginx 还会将大数据缓存到临时文件中，proxy_max_temp_file_size配置项可以控制缓存文件的大小。
server {
????listen 80;
????server_name your-domain.com;
????location /ws/ {
????????proxy_pass http://your_backend_server;
????????proxy_http_version 1.1;
????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
????????proxy_set_header Host $host;
????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
????????# 调整最大临时文件大小
????????proxy_max_temp_file_size 1024m; ?# 设置临时文件最大为 1GB
????}
}
5. 总结
WebSocket 提供了高效的实时通信能力，但在实际部署中，尤其是当涉及长连接和大数据传输时，必须对 Nginx 进行一些优化配置以确保连接的稳定性和高效性。
- 通过设置合适的 proxy_read_timeout、proxy_send_timeout和 keepalive_timeout，可以确保 WebSocket 长连接在长时间没有活动的情况下仍然保持打开状态。
- 调整 client_max_body_size和 proxy_max_temp_file_size配置，可以确保 WebSocket 能够传输大数据。
- 保证 WebSocket 连接的升级（Upgrade）和连接保持（Connection）头部正确转发，确保 WebSocket 协议能够正常工作。
通过这些配置，你可以确保 Nginx 能够高效、稳定地代理 WebSocket 长连接，支持大数据传输，满足实时通信应用的需求。